特開 2024-173474 表面磁石型同期モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173474

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】表面磁石型同期モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/2791 20220101AFI20241205BHJP

   H02K 21/22 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H02K1/2791

H02K21/22 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091914

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】風間 修

(72)【発明者】

【氏名】園田 康行

(72)【発明者】

【氏名】長田 俊一

【テーマコード（参考）】

5H621

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H621AA02

5H621BB07

5H621GA04

5H621HH01

5H622AA02

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA10

5H622CB02

5H622CB03

(57)【要約】

【課題】着磁アンバランスが発生しても、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制できるようにする。
【解決手段】表面磁石型同期型の改良モータ１である。ロータ１１０とエアギャップ１０２を介して対向するステータ１２０を備える。ステータ１２０は、スロット１２３に電線を挿通することによって構成された複数のコイル１２２を有している。ロータ１１０は、断面が円弧状の複数のマグネット１１５を周方向に連ねることによって構成される改良環状磁極体２をステータ１２０との対向面に有している。そして、マグネット１１５の各々が周方向に並ぶ２つ以上の磁極Ｍｐを有するとともに、改良環状磁極体２が磁極数の異なる２種類以上のマグネット５ａ，５ｂを組み合わせて構成されている。
【選択図】図１４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面磁石型同期モータであって、
回転軸を中心に回転するロータと、
前記ロータとエアギャップを介して対向するステータと、
を備え、
前記ステータは、
径方向に延びる複数のティースが設けられたステータコアと、
隣接した前記ティースの間に形成されるスロットに電線を挿通することによって構成された複数のコイルと、
を有し、
前記ロータは、断面が円弧状の複数のマグネットを周方向に連ねることによって構成される環状磁極体を前記ステータとの対向面に有し、
前記マグネットの各々が周方向に並ぶ２つ以上の磁極を有するとともに、前記環状磁極体が磁極数の異なる２種類以上の前記マグネットを組み合わせて構成されていることを特徴とする表面磁石型同期モータ。

【請求項2】

請求項１に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記ロータの磁極数をｐとし、前記ステータのスロット数をｎとした場合に、
前記マグネットが、ｐ／｜ｐ－ｎ｜（自然数）からなる個数Ａの磁極を有するマグネットと、個数Ａ±１の磁極を有するマグネットとで構成されている表面磁石型同期モータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記ロータの磁極数をｐとし、前記ステータのスロット数をｎとした場合に、ｐ／｜ｐ－ｎ｜で表される磁極ピッチβの数値が２Ｎ（Ｎは自然数）となるスロットコンビネーションを有している表面磁石型同期モータ。

【請求項4】

請求項３に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記マグネットの各々が有する前記磁極のうち、同じ側の端部に位置する磁極を特定磁極とした場合に、
前記環状磁極体の前記磁極を、１から前記磁極ピッチβの数値までの番号のグループに周期的に分類し、前記グループの番号の差が前記自然数Ｎとなる組み合わせの２つの前記グループの間において、これらグループの各々が含む前記特定磁極の個数の差を集計した場合に、その集計値が、前記環状磁極体を構成している前記マグネットの個数の半数以下となるように構成されている表面磁石型同期モータ。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記ロータの磁極数をｐとし、前記ステータのスロット数をｎとした場合に、ｐ／｜ｐ－ｎ｜で表される磁極ピッチβの数値が４Ｎ（Ｎは自然数）となるスロットコンビネーションを有している表面磁石型同期モータ。

【請求項6】

請求項５に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記マグネットの各々が有する前記磁極のうち、同じ側の端部に位置する磁極を特定磁極とした場合に、
前記環状磁極体の前記磁極を、１から前記磁極ピッチβの数値までの番号のグループに周期的に分類し、前記グループの番号の差が前記自然数Ｎとなる組み合わせの２つの前記グループの間において、これらグループの各々が含む前記特定磁極の個数の差を集計した場合に、その集計値が、前記環状磁極体を構成している前記マグネットの個数の半数以下となるように構成されている表面磁石型同期モータ。

【請求項7】

請求項１に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
前記ロータが前記ステータの外側に配置されることによって、前記対向面が前記ロータの内周面を構成している表面磁石型同期モータ。

【請求項8】

請求項７に記載の表面磁石型同期モータにおいて、
洗濯機に設置され、
前記洗濯機の洗濯槽を回転駆動する表面磁石型同期モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示する技術は、表面磁石型同期モータ（ＳＰＭＳＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒ ｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ）に関する。その中でも特に、量産品において騒音の原因となるコギングトルクの高調波成分の増加を抑制する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、洗濯機では、洗濯槽を回転するためにモータが用いられている。そのモータには、表面磁石型同期モータが多く採用されている。洗濯機の運転時には、洗濯時の低回転（例えば４５ＲＰＭ）から脱水時の高回転（例えば１２００ＲＰＭ）まで、広い回転範囲でモータは駆動される。そのため、回転数の整数倍で発生する騒音が問題となる場合がある。

【0003】

その原因の１つは、コギングトルク（非励磁状態でロータを回転させる際に発生する磁気吸引力に相当）である。そのため、磁石やコアの形状などの工夫により、騒音が問題とならないように、コギングトルクを抑制している。ところが、量産品では、製造でのばらつきによって問題となる騒音が発生する場合があり、その原因は不明であった。

【0004】

開示する技術に関し、コギングトルクを調整し易くした表面磁石型同期モータが開示されている（特許文献１）。

【0005】

そのモータのロータには、表面磁束分布および磁束量が互いに同じとなるＮ極マグネットおよびＳ極マグネットが、それぞれ同数配置されている。そして、そのＮ極マグネットが、表面磁束分布および磁束量が異なる２つの群で構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－１３６８４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

表面磁石型同期モータでは、ロータの表面に、断面が円弧状の永久磁石を全周にわたって配置する場合がある。

【0008】

そして、その永久磁石は磁性体を着磁して形成されるが、その磁性体の個数が多くなるとそれだけ部材コストが高くなる。そこで、部材コストを抑制するために、１個の磁性体に複数の磁極が形成されるように着磁して、磁性体の個数を削減する場合がある。

【0009】

ところがそうした場合、隣り合う磁性体の間には隙間が存在するので、その隙間が複数の磁極のピッチで存在することになる。その隙間の影響により、量産時の着磁の際に、その位相が理想状態からずれて着磁アンバランスが発生することがある。

【0010】

その隙間が量産時における許容誤差の範囲内であっても、着磁アンバランスによってコギングトルクの高調波成分が増加することで、問題となる騒音が発生するということが判明した。

【0011】

そこで、この明細書では、着磁アンバランスが発生しても、コギングトルクの高調波成分の増加抑制が可能になる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

開示する技術は、表面磁石型同期モータ（以下、単にモータともいう）に関する。

【0013】

前記モータは、回転軸を中心に回転するロータと、前記ロータとエアギャップを介して対向するステータと、を備える。

【0014】

前記ステータは、径方向に延びる複数のティースが設けられたステータコアと、隣接した前記ティースの間に形成されるスロットに電線を挿通することによって構成された複数のコイルと、を有している。前記ロータは、断面が円弧状の複数のマグネットを周方向に連ねることによって構成される環状磁極体を前記ステータとの対向面に有している。そして、前記マグネットの各々が周方向に並ぶ２つ以上の磁極を有するとともに、前記環状磁極体が磁極数の異なる２種類以上の前記マグネットを組み合わせて構成されていることを特徴とする。

【0015】

すなわち、多極化したマグネットを用いるので、マグネットの個数を削減でき、部材コストを低減できる。そして、磁極数の異なる２種類以上のマグネットを組み合わせ、環状磁極体をハイブリッド化することで、後述するように、コギングトルクの高調波成分を構成している各磁極に働く力を分散させることが可能になる。

【0016】

そして、着磁の際に磁束が減少する可能性があるのは、各マグネットの端部に位置する磁極である。従って、それらの磁極を逆位相となるように配置することで、コギングトルクの高調波成分を相殺できる。その結果、着磁アンバランスが発生しても、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制することが可能になる。

【0017】

前記ロータの磁極数をｐとし、前記ステータのスロット数をｎとした場合に、前記マグネットが、ｐ／｜ｐ－ｎ｜（自然数）からなる個数Ａの磁極を有するマグネットと、個数Ａ±１の磁極を有するマグネットとで構成されている、としてもよい。

【0018】

このようなマグネットの構成にすれば、比較的少ないマグネットの個数で、コギングトルクの高調波成分の増加を効果的に抑制できる。

【0019】

前記ロータの磁極数をｐとし、前記ステータのスロット数をｎとした場合に、ｐ／｜ｐ－ｎ｜で表される磁極ピッチβの数値が２Ｎ（Ｎは自然数）または４Ｎ（Ｎは自然数）となるスロットコンビネーションを有している、としてもよい。

【0020】

そうすれば、コギングトルクのｎ次または２ｎ次の高調波成分の増加をいっそう効果的に抑制できる。

【0021】

そして、そうした場合、前記マグネットの各々が有する前記磁極のうち、同じ側の端部に位置する磁極を特定磁極とした場合に、前記環状磁極体の前記磁極を、１から前記磁極ピッチβの数値までの番号のグループに周期的に分類し、前記グループの番号の差が前記自然数Ｎとなる組み合わせの２つの前記グループの間において、これらグループの各々が含む前記特定磁極の個数の差を集計した場合に、その集計値が、前記環状磁極体を構成している前記マグネットの個数の半数以下となるように構成するとよい。

【0022】

そうすれば、着磁アンバランスが発生しても、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制でき、コギングトルクの高調波成分が多少残存したとしても、問題となる騒音を防止できる。

【0023】

前記ロータが前記ステータの外側に配置されることによって、前記対向面が前記ロータの内周面を構成している、としてもよい。

【0024】

すなわち、モータをアウターロータ型にすれば、磁石面積を大きくすることができるため、高トルク化が図れる。そして、各マグネットに遠心力が作用してもロータからの飛び出しを防止できる。従って、高速回転に有利となる。

【0025】

洗濯機に設置され、前記洗濯機の洗濯槽を回転駆動するモータとしてもよい。

【0026】

そのようなモータであれば、回転領域は広く、比較的大径で磁極数やスロット数の大きい構成のモータが採用されるので、開示する技術が効果的である。

【発明の効果】

【0027】

開示する技術によれば、着磁アンバランスが発生しても、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制することが可能になる。その結果、量産品に発生していた問題となる騒音を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】従来の表面磁石型同期モータの構成を示す概略断面図である。

【図2A】従来のモータの着磁方法を説明するための図である。

【図2B】着磁アンバランスの発生を説明するための図である。

【図3】従来のモータにおいて、着磁アンバランスの有無によるコギングトルクへの影響を説明するための図である。

【図4】従来のモータにおいて、着磁アンバランスの程度とコギングトルクの高調波成分との関係を示す図である。

【図5】開示する技術を採用した改良モータの環状磁極体の構成の一例を示す展開図である。

【図6】改良モータの環状磁極体の構成の他の一例を示す展開図である。

【図7】改良モータにおいて、着磁アンバランスの有無によるコギングトルクへの影響を説明するための図である。

【図8】改良モータにおいて、着磁アンバランスの程度とコギングトルクの高調波成分との関係を示す図である。

【図9】改良モータにおいて、着磁アンバランスの程度とコギングトルクの高調波成分との関係を示す図である。

【図10】コギングトルクのメカニズムに関連した主な数式を表した図である。

【図11】主なスロットコンビネーションについて、磁極ピッチ及び逆位相ピッチをまとめた表である。

【図12】従来モータにおいて、理想状態のコギングトルクの構成を説明するための図である。

【図13】従来モータにおいて、不均一状態のコギングトルクの構成を説明するための図である。

【図14】改良モータにおいて、不均一状態のコギングトルクの構成を説明するための図である。

【図15】従来モータの環状磁極体の構成表である（比較例）。

【図16】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例１）。

【図17】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例２）。

【図18】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例３）。

【図19】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例４）。

【図20】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例５）。

【図21】改良モータの環状磁極体の構成表である（実施例６）。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、開示する技術について説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎない。

【0030】

＜従来の表面磁石型同期モータ＞
図１に、開示する技術を見出すきっかけともなった、従来の表面磁石型同期モータ（以下、単に従来モータ１００ともいう）の一例を示す。この従来モータ１００は、洗濯槽を回転するために、ドラム式洗濯機、縦型洗濯機などの、家庭向けの全自動洗濯機に用いられている。

【0031】

従来モータ１００の駆動軸は、変速機などを介さずに、洗濯槽に直接連結されている（いわゆるダイレクトドライブ）。従って、この従来モータ１００は、洗濯時における高トルク低回転から脱水時における低トルク高回転まで、広い範囲で回転駆動される。

【0032】

従来モータ１００は、ロータ１１０およびステータ１２０を備える。

【0033】

ステータ１２０は、ステータコア１２１、複数のコイル１２２などで構成されている。ステータコア１２１は、断面が環状のコアベース１２１ａと、コアベース１２１ａに放射状に配置された複数のティース１２１ｂとを有している。この従来モータ１００の場合、ティース１２１ｂは３６個である。これらティース１２１ｂが、コアベース１２１ａの外周面に等間隔で配置されていて、径方向外側に向かって放射状に延びている。なお、図示は省略するが、ステータコア１２１はインシュレータによって被覆されている。

【0034】

隣接するティース１２１ｂの間には、３６個の空間（スロット１２３）が形成されている。これらスロット１２３に電線を挿通し、ティース１２１ｂの各々にその電線を巻き付けることによって３６個のコイル１２２が形成されている（集中巻き）。複数のティース１２１ｂに電線を巻き付ける分布巻きであってもよい。これらコイル１２２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相のコイル群を構成している。

【0035】

ロータ１１０は、ステータ１２０の外側に配置されていて、微小なエアギャップ１０２を介してステータ１２０と対向するように設置されている（アウターロータ型）。

【0036】

ロータ１１０は、円板状の底壁部１１１ａと、その周縁に連なる円筒状の周壁部１１１ｂとを有する金属製のモータケース１１１と、環状磁極体１１２とを有している。モータケース１１１の中心には軸孔１１３が形成されている。軸孔１１３には不図示のシャフトが挿入される。それにより、モータケース１１１は、回転軸Ｊｒを中心に回転可能に軸支されている。

【0037】

ステータ１２０と内外に対向している周壁部１１１ｂの内周面（対向面１１１ｃ）に、断面が円弧状の複数のマグネット１１５が取り付けられている。対向面１１１ｃがロータ１１０の内周面によって構成されているので、マグネット１１５に遠心力が作用してもマグネット１１５が飛び出すおそれがない。従って、高速回転に適している。

【0038】

この従来モータ１００の場合、マグネット１１５は１２個である。マグネット１１５は、例えばフェライト磁石である。これらマグネット１１５を周方向に連ねることにより、環状磁極体１１２が構成されている。なお、後述するように、隣接する２つのマグネット１１５の間には、磁石間隙間１１６（１ｍｍ程度）が存在する。

【0039】

この環状磁極体１１２がステータ１２０と対向している。ステータ１２０の各相のコイル群に周期的に通電する。そうすることにより、ステータ１２０とロータ１１０との間の磁界が変化し、ロータ１１０は回転する。

【0040】

（環状磁極体の磁極、着磁）
部材コストを低減するために、この従来モータ１００の場合、１個のマグネット１１５が２極以上の磁極Ｍｐを有するように構成されている。

【0041】

具体的には、各マグネット１１５は、周方向に交互に並ぶ２つのＮ極と２つのＳ極とからなる４つの磁極Ｍｐを有している。すなわち、このロータ１１０は、４８個の磁極Ｍｐを有している。従って、この従来モータ１００のスロットコンビネーションは、４８極３６スロット（４８ｐ３６ｎ）となっている。

【0042】

図２Ａに、環状磁極体１１２の着磁方法を示す。この従来モータ１００の場合、モータケース１１１に、磁化されていない磁性体１１５ａを取り付け、４８極を同時に着磁することにより、１２個のマグネット１１５を同時に形成する。

【0043】

着磁には、この従来モータ１００に対応した所定の着磁ヨーク１３０が用いられる。着磁ヨーク１３０には、ステータ１２０と同様に、コイル１３１、ティース１３２などが備えられている。この着磁ヨーク１３０の場合、４８極に対応して４８個のコイル１３１及びティース１３２が備えられている。

【0044】

着磁ヨーク１３０は、環状磁極体１１２に対して周方向の所定位置にセットする必要がある。そのため、底壁部１１１ａに位置決め孔１１４が形成されている。位置決め孔１１４を基準に着磁ヨーク１３０をモータケース１１１にセットする。そうして、着磁ヨーク１３０のコイル１３１に通電する。

【0045】

そうして図２Ａに拡大して示すように、各磁性体１１５ａに対し、矢印Ｙｍで示すように、所定時間、強い磁力を作用させる。その結果、各磁性体１１５ａが不可逆的に着磁されて１２個のマグネット１１５が形成される。この従来モータ１００の場合、図２Ａに更に拡大して示すように、各マグネット１１５に４極の磁極Ｍｐが形成される。

【0046】

（着磁アンバランス）
環状磁極体１１２を適切に着磁すれば、コギングトルクを抑制でき、問題となるような騒音は発生しないように、従来モータ１００は設計されている。

【0047】

ところが、隣接する２つのマグネット１１５の間には僅かではあるが、上述したように隙間（磁石間隙間１１６）が存在する。従って、周壁部１１１ｂに磁性体１１５ａを取り付けるときに、マグネット１１５の配置に位置のずれが発生し得る。また、着磁ヨーク１３０をモータケース１１１にセットする際にも、位置決め孔１１４の精度などにより、着磁ヨーク１３０と環状磁極体１１２との配置に位置のずれが発生し得る。

【0048】

着磁の際に、このような位置のずれが発生すると、磁石間隙間１１６に起因して、１個のマグネット１１５が有している磁極Ｍｐの間において表面磁束密度にばらつきが発生する場合がある。

【0049】

例えば、図２Ｂの上図に着磁時の位置関係を示す。一点鎖線Ｌｃが、着磁ヨーク１３０における磁束の適正な中心位置を表している。着磁ヨーク１３０と環状磁極体１１２と配置に位置ズレが発生して、矢印Ｙ１で示すように、これら中心位置が、その周方向の第１端側（磁極Ｍｐ１の側）に変位したとする。それに伴って、磁性体１１５ａが各磁極Ｍｐに磁化される中心位置も周方向にずれるので、磁石間隙間１１６に磁束の一部が向かい、その下のグラフ（ａ）に示すように、磁極Ｍｐ１の表面磁束密度が減少する。

【0050】

逆に、矢印Ｙ２で示すように、これら中心位置が、その周方向の第２端側（磁極Ｍｐ４の側）に変位したとする。それに伴って、磁性体１１５ａが各磁極Ｍｐに磁化される中心位置も周方向にずれるので、その下のグラフ（ｂ）に示すように、磁極Ｍｐ４の表面磁束密度が減少する。

【0051】

このような着磁アンバランスが発生することで、コギングトルクの大きさが変化する。

【0052】

図３に、コギングトルクの解析結果の一例を示す。（ａ）および（ｂ）の縦軸に示すコギングトルクのスケールは同じである。図３の（ａ）は、着磁アンバランスが無い場合（理想状態）である。図３の（ｂ）は、０．３５度（機械角）の着磁アンバランスが有った場合（不均一状態）である。その他の条件は同じである。つまり、ここでの不均一状態は、理想状態から着磁位置が周方向に０．３５度だけずれている。

【0053】

着磁アンバランスが無い場合では、コギングトルクは小さく、大きな変動は認められない。それに対し、着磁アンバランスが有る場合、コギングトルクに、着磁アンバランスが無い場合とは異なる周期的な変動が認められ、コギングトルクの大きさが変化している。

【0054】

図４に、着磁アンバランスの程度とコギングトルクの高調波成分との関係を示す。図４は、上述した解析結果をまとめたものである。１．５次（１．５ｆ）、３次（３ｆ）、４．５次（４．５ｆ）、及び、６次（６ｆ）においてコギングトルクの高調波成分が認められる。４．５次（４．５ｆ）及び６次（６ｆ）では、相対的にコギングトルクは小さく、そして、ずれに対する感度は小さい。

【0055】

それに対し、１．５次（１．５ｆ）及び３次（３ｆ）では、コギングトルクは着磁アンバランスが無い場合は非常に小さいが、ずれに対する感度が非常に大きいため、着磁アンバランスが大きくなるほど、コギングトルクも非常に大きくなる。そのため、着磁の位置決め孔１１４を着磁ヨーク１３０に固定する際に、製造性を確保するためのクリアランスにより発生する僅かな角度ずれでも大きなコギングトルクが発生することがあった。

【0056】

なお、ここでの次数は電気角（ｆ）による。機械角による次数は、電気角による次数に磁極対数を乗じた値となる。例えば、磁極数が４８であれば磁極対数は２４であるので、１．５ｆは、機械角では３６次（３６ｘ）となる。本文では電気角で示した次数にｆ、機械角で示した次数は記号をつけずに表記する。

【0057】

これらコギングトルクの高調波成分が増加すると、それに伴って音や振動も大きくなる。コギングトルクの高調波成分の大きさが許容範囲を超えると、異音として認識できるようになり、その騒音が問題となる。従って、上述したような着磁アンバランスが発生すると、コギングトルクの高調波成分が増加して、騒音が発生することになる。量産品特有の問題であり、従来は搭載される製品に防振材などの追加部品が必要になることがあった。

【0058】

＜改良した表面磁石型同期モータ＞
発明者らは、鋭意検討した結果、この着磁アンバランスに起因して発生するコギングトルクの高調波成分の増加抑制が可能になる技術を見出した。以下、開示する技術を採用したモータ（以下、改良モータ１ともいう）について具体的に説明する。

【0059】

なお、ステータ１２０などの、改良モータ１の基本的な構成は、上述した従来モータ１００と同じである。従って、従来モータ１００と異なる構成について説明し、同じ構成については同じ符号を用い、その説明は簡略化ないし省略する。

【0060】

開示する技術は、後述するように、スロットコンビネーションの異なるモータにも適用できるが、先に、スロットコンビネーションが従来モータ１００と同じ改良モータ１に関して説明する。

【0061】

改良モータ１では、ロータ１１０の環状磁極体１１２の構成が工夫されている。具体的には、マグネット１１５の各々が２つ以上の磁極Ｍｐを有するとともに、環状磁極体２が磁極数の異なる２種類以上のマグネット１１５を組み合わせて構成されている（以下、改良環状磁極体２ともいう）。

【0062】

改良モータ１のマグネット１１５の各々が２つ以上の磁極Ｍｐを有する点（多極化）は、従来モータ１００と同様である。それにより、部材コストを低減できる。

【0063】

改良モータ１は、従来のモータと異なり、環状磁極体１１２が磁極数の異なる２種類以上のマグネット１１５を組み合わせて構成されている（ハイブリッド化）。図５に、その改良環状磁極体２の一例（第１パターン）を示す。図６に、その改良環状磁極体２の他の一例（第２パターン）を示す。図５及び図６は、展開図であり、改良環状磁極体２を所定の端部Ｅで線状に展開している。

【0064】

第１パターンでは、５つの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５（５極マグネット５ａ）が８個、４つの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５（４極マグネット５ｂ）が２個で構成されている。従来モータ１００の環状磁極体１１２が１２個のマグネット１１５で構成されていたのに対し、第１パターンは１０個のマグネット１１５で構成されている。

【0065】

ここでの第１パターンでは、周方向に、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、５極マグネット５ａ、４極マグネット５ｂ、５極マグネット５ａ、４極マグネット５ｂの順に配置されている。なお、後述するように第１パターンにおけるマグネット１１５の配置はこれに限らない。

【0066】

第２パターンでは、４つの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５（４極マグネット５ｂ）が９個、３つの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５（３極マグネット５ｃ）が３個で構成されている。第２パターンは、従来モータ１００と同様に１２個のマグネット１１５で構成されている。

【0067】

ここでの第２パターンでは、周方向に、４極マグネット５ｂ、４極マグネット５ｂ、３極マグネット５ｃ、４極マグネット５ｂ、４極マグネット５ｂ、４極マグネット５ｂ、３極マグネット５ｃ、４極マグネット５ｂ、４極マグネット５ｂ、３極マグネット５ｃ、４極マグネット５ｂ、４極マグネット５ｂ、３極マグネット５ｃの順に配置されている。なお、後述するように第２パターンにおけるマグネット１１５の配置もこれに限らない。

【0068】

第１パターン及び第２パターンは、開示する技術において好ましいマグネット１１５の構成の例示である。すなわち、第１パターン及び第２パターンは、ロータ１１０の磁極数をｐとし、ステータ１２０のスロット数をｎとした場合に、マグネット１１５が、ｐ／｜ｐ－ｎ｜（自然数）からなる個数Ａの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５と、個数Ａ±１の磁極Ｍｐを有するマグネット１１５とで構成されている。

【0069】

具体的には、第１パターンのマグネット１１５は、４８／｜４８－３６｜＝４の個数Ａの磁極Ｍｐを有するマグネット１１５、つまり４極マグネット５ｂと、個数Ａ＋１の磁極Ｍｐを有するマグネット１１５、つまり５極マグネット５ａとで構成されている。第２パターンのマグネット１１５は、同じく４極マグネット５ｂと、個数Ａ－１の磁極Ｍｐを有するマグネット１１５、つまり３極マグネット５ｃとで構成されている。

【0070】

図７に、これら改良モータ１についてのコギングトルクの解析結果の一例を示す。図７は図３に対応している。従来モータ１００とは異なり、これら改良モータ１では、着磁アンバランスが無い場合はもちろんのこと、着磁アンバランスが有る場合でも、コギングトルクは小さく、大きな変動は認められない。

【0071】

図８及び図９に、第１パターン及び第２パターンにおける、着磁アンバランスの程度とコギングトルクの高調波成分との関係を示す。図８及び図９は、図４に対応しており、コギングトルクのスケールは同じである。

【0072】

これらパターンにおいても、１．５次（１．５ｆ）、３次（３ｆ）、及び、６次（６ｆ）においてコギングトルクの高調波成分が認められる。しかし、従来モータ１００では、コギングトルクが大きく、かつ、着磁アンバランスに対する感度も高かった１．５次（１．５ｆ）及び３次（３ｆ）において、これらパターンでは、コギングトルクは非常に小さくなっており、ずれに対する感度も小さくなっている。

【0073】

すなわち、これらパターンの改良環状磁極体２を採用すれば、着磁アンバランスに起因して発生するコギングトルクの高調波成分の増加を抑制できる。

【0074】

（コギングトルクのメカニズム）
次に、図１０を参照して、コギングトルクのメカニズムについて説明する。

【0075】

コギングトルクは、非励磁状態において１つの磁極Ｍｐ（１極）に働く力（磁力）を、その総極数分足し合わせた力である。従って、磁極数がｐのロータ１１０のコギングトルクＴｃｏｇ（θ）は、式（１）で表せる。θは、ステータ１２０に対するロータ１１０の角度（機械角）である。Ｆｉ（θ）は、１極に働く力である。

【0076】

改良モータ１では、ロータ１１０の磁極Ｍｐは周方向に等間隔で配置されており、ステータ１２０のスロット１２３も周方向に等間隔で配置されている。それにより、隣り合う磁極Ｍｐに対応したコギングトルクは、これらの位相（周方向の位置関係）がずれたものである。

【0077】

従って、任意の位置の磁極Ｍｐを基準にすると、ロータ１１０のコギングトルクＴｃｏｇ（θ）はまた、式（２）で表せる。ここで、δは位相のずれである。ｎは上述したようにスロット数である。Ｆ１は、基準となる磁極Ｍｐのコギングトルクである。αｉは、それぞれの磁極Ｍｐの磁力のばらつきによって生じるＦ１に対する振幅比である。

【0078】

Ｆ１をフーリエ級数展開で表すと、式（３）で表すことができる。そして、その式（３）を式（２）に代入すると、ロータ１１０のコギングトルクＴｃｏｇ（θ）は、式（４）で表すことができる。

【0079】

式（２）より、１極に働く力は、隣り合う磁極とδの位相差をもつことが判る。すなわち、１極に働く力は、スロットのピッチ２π／ｎを隣り合う磁極との位相差δで除したβ＝２π／ｎ｜δ｜からなる磁極ピッチで周期性を有していることを意味する。

【0080】

また、式（４）より、１極に働く力のｎ次の高調波成分（ｊ＝１）は、β／２のピッチで逆位相の力関係となることが判る。同様に、２ｎ次（ｊ＝２）は、β／４のピッチで逆位相の力関係となる（これらピッチを逆位相ピッチともいう）。コギングトルクは、１極に働く力を、その総数分足し合わせた場合に相殺されずに残った力であるといえる。

【0081】

すなわち、コギングトルクのｎ次の高調波成分には、β／２の逆位相ピッチで相殺するコギングトルクが存在する。同様に、コギングトルクの２ｎ次の高調波成分ではβ／４の逆位相ピッチで相殺するコギングトルクが存在する。

【0082】

マグネット１１５の着磁アンバランスは、磁極ピッチβで、つまり個々のマグネット１１５の一端で、磁束の少ない磁極Ｍｐが生じることによって発生する。従って、そのような個々のマグネット１１５の端部に位置する磁束の少ない磁極Ｍｐに関して、コギングトルクの高調波成分が逆位相となるスロットコンビネーションを選択すれば、発生するコギングトルクの高調波成分を相殺することが可能になり、コギングトルクの高調波成分の増加を効果的に抑制できる。

【0083】

（開示する技術が有効なスロットコンビネーション）
図１１に、主なスロットコンビネーションについて、上述した磁極ピッチβ及び逆位相ピッチをまとめた表を示す。磁極ピッチβは、式（２）の位相のずれδを導入することにより、表の右上に示すように、ｐ／｜ｐ－ｎ｜と表せる（｜ｐ－ｎ｜はｐ－ｎの絶対値）。

【0084】

表の上段は、スロットコンビネーションを表している。その下は１周期に相当する磁極ピッチβを表している。更にその下は、Ｎ次（機械角、以下同様）の高調波成分及び２Ｎ次の高調波成分における逆位相ピッチを表している。

【0085】

例えば、４８ｐ３６ｎのスロットコンビネーションであれば、磁極ピッチβは４なので、例えば周方向のいずれか一方に向かって１つ目の磁極Ｍｐと５つ目の磁極Ｍｐとで、１極に働く力が同位相となる周期性を有している。そして、コギングトルクの３６次の高調波成分は逆位相ピッチが２なので、例えば周方向のいずれか一方に向かって１つ目の磁極Ｍｐと３つ目の磁極Ｍｐとで、１極に働く力が逆位相となる周期性を有している。

【0086】

従って、このような所定の高調波成分において、１極に働く力が周期的に逆位相となるスロットコンビネーションを選択し、それに合わせて、個々のマグネット１１５の端部に位置する磁束の少ない磁極Ｍｐを配置すれば、コギングトルクの高調波成分の増加を効果的に抑制することが可能になる。

【0087】

それに対し、例えば４４ｐ３６ｎのスロットコンビネーションでは、磁極ピッチβは５．５であり、コギングトルクのｎ次及び２ｎ次の高調波成分において、適切な逆位相ピッチは認められない。従って、このようなスロットコンビネーションに対しては、開示する技術はあまり有効でない。

【0088】

少なくともコギングトルクのｎ次の高調波成分において、自然数となる逆位相ピッチが存在するスロットコンビネーションが好ましい。具体的には、図１１の表において色付けしてある、磁極ピッチβが２Ｎ（Ｎは自然数）となるスロットコンビネーションが好ましい。

【0089】

（開示する技術の具体的な説明）
上述したように、開示する技術は、特定のスロットコンビネーションが好ましく、多極化したマグネット１１５をハイブリッド化することによって、コギングトルクの高調波成分の増加の抑制が可能になる。この点、より具体的に説明する。

【0090】

最初に、比較例として従来モータ１００について説明する。

【0091】

図１２に、従来モータ１００において、理想状態（着磁アンバランスが無い状態）のコギングトルクの構成を示す。その上図に示すように、従来モータ１００の各マグネット１１５は４極の磁極Ｍｐを有している。これらマグネット１１５の１２個を環状に連ねることで環状磁極体１１２が構成されている。

【0092】

その磁極Ｍｐの各々に働く力をＦ１等とすると、その１極に働く力の全極数分を合算したものがコギングトルクとなる。そして、この場合、磁極ピッチβは４（４８／｜４８－３６｜＝４）となるので、従来モータ１００は、４極で１周期となる周期性を有する。従って、この図例においては、Ｆ１＝Ｆ５＝Ｆ４５、Ｆ２＝Ｆ６＝ｆ４６、Ｆ３＝Ｆ７＝Ｆ４７、Ｆ４＝Ｆ８＝Ｆ４８となる。すなわち、一極に働く力の位相が同一の、４つの磁極グループが形成される。

【0093】

図１２の左下図に、上図に示した各磁極Ｍｐに働く力を具体的に示す。上述したように、これら各磁極Ｍｐに働く力が合わさることにより、図１２の右下図に示すように、コギングトルクが形成される。着磁アンバランスが無いので、図１１の表に示したように、各マグネット１１５の３６次及び７２次の高調波成分のコギングトルクについては相殺される。それにより、磁極数とスロット数の最小公倍数である１４４次のコギングトルクが形成されている。

【0094】

それに対し、従来モータ１００において、不均一状態（着磁アンバランスが有った場合）のコギングトルクの構成を図１３に示す。ここでは、その上図に示すように、着磁アンバランスにより、各マグネット１１５の一端側（同図において右側）の磁極Ｍｐの磁束が減少した場合を表している。

【0095】

この場合も極ピッチβは４なので、４極で１周期となる周期性を有する。従って、Ｆ１＝Ｆ５＝Ｆ４５、Ｆ２＝Ｆ６＝ｆ４６、Ｆ３＝Ｆ７＝Ｆ４７、Ｆ４＝Ｆ８＝Ｆ４８となる。この場合もまた、一極に働く力の位相が同一の、４つの磁極グループが形成される。

【0096】

図１３の左下図に、これら各極に働く力を具体的に示す。Ｆ４、Ｆ８、及び、Ｆ４８の力は、他の力よりも小さい。これらを含めた１２箇所の力（Ｆ４Ｎ：Ｎは１～１２の自然数）は、同じ位相で同じように小さくなる。そのため、３６次の高調波成分が加算されて、図１３の右下図に示すように、３６次の高調波成分が増加したコギングトルクが形成される。

【0097】

その結果、問題となる騒音が発生する。なお、比較のために、図１３の右下図には、上述した着磁アンバランス無しの場合のコギングトルク（図１２の右下図に示すコギングトルク）を破線で示す。

【0098】

次に、改良モータ１について説明する。図１４に、上述した第１パターン（４極マグネット５ｂが２個、５極マグネット５ａが８個）のハイブリッド化の一例を示す。ただし、ここでのマグネット１１５の配置は、図１４の上図に示すように、上述した第１パターンとは異なる（２個の４極マグネット５ｂの間の５極マグネット５ａが２個）。

【0099】

ここでも着磁アンバランスにより、上述した従来モータ１００の場合と同様に、各マグネット１１５の一端側（同図において右側）の磁極Ｍｐの磁束が減少している場合を表している。この改良モータ１も、スロットコンビネーションは従来モータ１００と同じなので、極ピッチβは４であり、４極で１周期となる周期性を有する。従って、この改良モータ１も、一極に働く力の位相が同一の４つの磁極グループ（第１グループ～第４グループ）が形成される。

【0100】

この場合、着磁が適正な磁極Ｍｐに関しては、Ｆ１＝Ｆ５＝Ｆ１３＝Ｆ１７＝Ｆ２１＝Ｆ２５＝Ｆ２９＝Ｆ３７＝Ｆ４１＝Ｆ４５（第１グループ）、Ｆ２＝Ｆ６＝Ｆ１０＝Ｆ２２＝Ｆ２６＝Ｆ３０＝Ｆ３４＝Ｆ４２＝ｆ４６（第２グループ）、Ｆ３＝Ｆ７＝Ｆ１１＝Ｆ１５＝Ｆ１９＝Ｆ２７＝Ｆ３１＝Ｆ３５＝Ｆ３９＝Ｆ４７（第３グループ）、Ｆ８＝Ｆ１２＝Ｆ１６＝Ｆ２０＝Ｆ２４＝Ｆ３２＝Ｆ３６＝Ｆ４０＝Ｆ４４（第４グループ）となる。

【0101】

一方、磁束が減少した着磁が不適な磁極Ｍｐに関しては、Ｆ９＝Ｆ３３（第１グループ）、Ｆ１４＝Ｆ１８＝Ｆ３８（第２グループ）、Ｆ２３＝Ｆ４３（第３グループ）、Ｆ４＝Ｆ２８＝Ｆ４８（第４グループ）となる。

【0102】

そして、これらのうち、第１グループのＦ９等の力と第３グループのＦ２３等の力とは、互いに逆位相であり、相殺される。また、第２グループのＦ１４等の力と第４グループのＦ４等の力とは、互いに逆位相であり、相殺される。従って、着磁アンバランスが有ってもその原因となる力の一部が相殺されるので、コギングトルクの３６次の高調波成分の増加を抑制できる。

【0103】

このように、ハイブリッド化することにより、着磁アンバランスの原因となる力を相殺できるので、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制できる。その結果、問題となる騒音を防止できる。なお、例示したマグネット１１５の配置と異なる場合でも、効果の程度は異なるものの、コギングトルクの高調波成分の増加を抑制する効果は得られる。第２パターンの場合も同様である。

【0104】

（マグネットの組み合わせ）
上述した第１パターンや第２パターンは一例である。開示する技術では、各マグネット１１５が多極化していればよい。また、磁極数の異なる２種類以上のマグネット１１５を組み合わせ、ハイブリッド化していればよいので、２種類に限らず３種類以上のマグネット１１５を組み合わせてもよい。スロットコンビネーションに応じて、各マグネット１１５の個数も選択できる。

【0105】

次に、そのようなマグネット１１５の組み合わせを特定する方法について説明する。最初に、比較例としての従来モータ１００の組み合わせについて説明する。

【0106】

図１５は、従来モータ１００の環状磁極体１１２の構成表である。構成表は、磁極番号（行）と磁極グループ（列）とで構成されている。磁極番号は、環状磁極体１１２を構成している磁極Ｍｐを特定する番号である。磁極番号は任意の磁極Ｍｐから周方向に順に付してある。従来モータ１００の場合、磁極数は４８であるため、１番～４８番の磁極Ｍｐがある。

【0107】

磁極グループは、磁極ピッチβによって分類されるグループである。従来モータ１００の場合、磁極ピッチβは４であるため、４つの磁極グループ（第１グループ～第４グループ）に分類されている。

【0108】

構成表はマグネット毎に色分けしてある。各磁極番号の下に示す「０」又は「１」が格納されているセルが、その磁極番号に対応した磁極Ｍｐに相当している。例えば、１番の磁極Ｍｐは第１グループに属し、２番の磁極Ｍｐは第２グループに属している。

【0109】

「０」は着磁が適正なことを表しており、「１」は着磁が不適となり得ることを表している。すなわち、「１」は、着磁アンバランスによって磁束が減少する可能性のあるマグネット１１５の端部の磁極Ｍｐ（特定磁極Ｍｐｓ）を表している。ここでは、磁極番号が大きい側に位置しているマグネット１１５の端部の磁極Ｍｐを特定磁極Ｍｐｓとしている（逆側であってもよい）。

【0110】

磁極グループ毎に、特定磁極Ｍｐｓ（つまり「１」）の個数を数える。その個数が構成表の合計に示してある。

【0111】

このスロットコンビネーションの場合、上述したように、磁極グループの番号の差が、磁極ピッチβ／２（つまり４／２＝２）となるグループの間で、３６次のコギングトルクの高調波成分が逆位相になる。

【0112】

具体的には、第１グループと第３グループとで互いに逆位相となり、第２グループと第４グループとで互いに逆位相となる。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は、３６次のコギングトルクの高調波成分が相殺できずに残る程度に対応している。

【0113】

従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差を集計した値（集計値）が小さいほど、３６次のコギングトルクの高調波成分の増加を抑制できる。その集計値が０であれば、３６次のコギングトルクの高調波成分は発生しない。

【0114】

その集計値が０でなくても、つまりコギングトルクの高調波成分が残る場合でも、問題となる騒音を発生するものでなければ許容できる。具体的には、高調波成分の次数に関係なく、その集計値が、環状磁極体１１２を構成しているマグネット１１５の個数の半数以下であれば、実用上、許容できる。

【0115】

従来モータ１００の場合、マグネット１１５は１２個なので、６個以下がその許容条件となる。なお、これは、発明者らが様々なスロットコンビネーションについて検討した結果に基づく。

【0116】

この場合、第１グループの特定磁極Ｍｐｓの個数は０であり、第３グループの特定磁極Ｍｐｓの個数も０なので、これら個数の差は０である。一方、第２グループの特定磁極Ｍｐｓの個数は０であるが、第４グループの特定磁極Ｍｐｓの個数は１２なので、これら個数の差は１２である。

【0117】

すなわち、３６次のコギングトルクの高調波成分は相殺されることがなく、増大している。そして、その集計値は１２であり、許容条件を超えている。つまり問題となる騒音が発生する。

【0118】

また、上述したように、このスロットコンビネーションの場合、上述したように、磁極グループの番号の差が、磁極ピッチβ／４（つまり４／４＝１）となるグループの間で、７２次のコギングトルクの高調波成分が逆位相になる。

【0119】

具体的には、第１グループと第２グループとで互いに逆位相となり、第３グループと第４グループとで互いに逆位相となる。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値が小さいほど、７２次のコギングトルクの高調波成分の増加を抑制できる。その集計値が０であれば、７２次のコギングトルクの高調波成分は発生しない。

【0120】

そして、その集計値が０でなくても、上述したように、環状磁極体１１２を構成しているマグネット１１５の個数の半分以下であれば、実用上、許容できる。

【0121】

この場合、第１～第３の各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は０、第４グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は１２なので、第１グループと第２グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０であるが、第３グループと第４グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は１２である。

【0122】

すなわち、７２次のコギングトルクの高調波成分は相殺されることがなく、増大している。そして、この場合もそれらの集計値は１２であり、許容条件を超えている。つまり問題となる騒音が発生する。

【0123】

（実施例１）
図１６に、ハイブリッド化した第１の改良環状磁極体２（図５に示した第１パターン）の構成表を示す。構成表の内容は、比較例と同じであるので、その説明は省略する（以下同様）。

【0124】

実施例１のスロットコンビネーションは、従来モータ１００と同じである（４８ｐ３６ｎ）。従って、その磁極番号及び磁極グループの構成は従来モータ１００と同じである。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２が、２個の４極マグネット５ｂと８個の５極マグネット５ａで構成されている点で従来モータ１００と異なる。

【0125】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。その結果、第１及び第２の各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は２となり、第３及び第４の各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は３となっている。

【0126】

第１グループと第３グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は１であり（｜２－３｜＝１）、第２グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差も１である（｜２－３｜＝１）。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は２となる。

【0127】

すなわち、この場合、従来モータ１００に比べて、３６次のコギングトルクの高調波成分の増加が抑制される。そして、３６次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（６以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0128】

更に、第１グループと第２グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０であり（｜２－２｜＝０）、第３グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差も０である（｜３－３｜＝０）。そして、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は０となる。

【0129】

すなわち、この場合、７２次のコギングトルクの高調波成分は、相殺されて発生しない。当然、問題となる騒音も発生しない。

【0130】

（実施例２）
図１７に、ハイブリッド化した第２の改良環状磁極体２（図６に示した第２パターン）の構成表を示す。

【0131】

実施例２のスロットコンビネーションは、従来モータ１００と同じである（４８ｐ３６ｎ）。従って、その磁極番号及び磁極グループの構成は従来モータ１００と同じである。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２が、４個の３極マグネット５ｃと９個の４極マグネット５ｂで構成されている点で従来モータ１００と異なる。

【0132】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。その結果、第１～第３の各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は３となり、第４グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は４となっている。

【0133】

第１グループと第３グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０であり（｜３－３｜＝０）、第２グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は１である（｜３－４｜＝１）。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は１となる。

【0134】

すなわち、この場合、従来モータ１００に比べて、３６次のコギングトルクの高調波成分の増加が抑制される。そして、３６次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（６以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0135】

更に、第１グループと第２グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０であり（｜３－３｜＝０）、第３グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は１である（｜３－４｜＝１）。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は１となる。

【0136】

すなわち、この場合、従来モータ１００に比べて、７２次のコギングトルクの高調波成分の増加が抑制される。そして、７２次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（６以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0137】

（実施例３）
図１８に、ハイブリッド化した第３の改良環状磁極体２（第３パターン）の構成表を示す。

【0138】

実施例３のスロットコンビネーションは、図１４に示した第１パターンである。従って、そのスロットコンビネーション、並びに、磁極番号及び磁極グループの構成は、従来モータ１００と同じである。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２は、２個の４極マグネット５ｂと８個の５極マグネット５ａで構成されている。

【0139】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。その結果、第１及び第３の各グループの合算値は２となり、第２及び第４の各グループの合算値は３となっている。

【0140】

第１グループと第３グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０であり（｜２－２｜＝０）、第２グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差も０である（｜３－３｜＝０）。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は０となる。

【0141】

すなわち、この場合、３６次のコギングトルクの高調波成分は、相殺されて発生しない。当然、問題となる騒音も発生しない。

【0142】

更に、第１グループと第２グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は１であり（｜２－３｜＝１）、第３グループと第４グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差も１である（｜２－３｜＝１）。従って、これら２つのグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は２となる。

【0143】

すなわち、この場合、従来モータ１００に比べて、７２次のコギングトルクの高調波成分の増加が抑制される。そして、７２次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（６以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0144】

（実施例４）
図１９に、第４の改良環状磁極体２の構成表を示す。

【0145】

実施例４のスロットコンビネーションは、従来モータ１００と異なる（２４ｐ３６ｎ）。その磁極番号は、１番～２４番である。その磁極グループは、第１グループ及び第２グループである（磁極ピッチβ：２４／｜２４－３６｜＝２）。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２は、３個の５極マグネット５ａと３個の３極マグネット５ｃで構成されている（合計６個）。

【0146】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。その結果、第１グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数は３となり、第２グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数も３となっている。そして、その第１グループと第２グループとにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は０である（｜３－３｜＝０）。

【0147】

すなわち、この場合、３６次のコギングトルクの高調波成分は、相殺されて発生しない。当然、問題となる騒音も発生しない。

【0148】

（実施例５）
図２０に、第５の改良環状磁極体２の構成表を示す。

【0149】

実施例５のスロットコンビネーションは、従来モータ１００と異なる（３２ｐ３６ｎ）。その磁極番号は、１番～３２番である。その磁極グループは、第１～第８のグループに分類されている（磁極ピッチβ：３２／｜３２－３６｜＝８）。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２は、３個の４極マグネット５ｃと４個の５極マグネット５ａで構成されている（合計７個）。

【0150】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。

【0151】

このスロットコンビネーションの場合、３６次のコギングトルクの高調波成分が逆位相になる磁極グループの番号の差は４となる（８／２＝４）。従って、そのような関係を持つグループの組み合わせは、第１グループと第５グループ、第２グループと第６グループ、第３グループと第７グループ、及び、第４グループと第８グループとなる。

【0152】

そして、これら各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は、それぞれ、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）、１（｜０－１｜＝１）となる。従って、これらグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は１となる。

【0153】

すなわち、この場合、３６次のコギングトルクの高調波成分において、逆位相による相殺が発生し、その増加が抑制される。そして、３６次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（７／２＝３．５以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0154】

更に、このスロットコンビネーションの場合、７２次のコギングトルクの高調波成分が逆位相になる磁極グループの番号の差は２となる（８／４＝２）。従って、そのような関係を持つグループの組み合わせは、第１グループと第３グループ、第２グループと第４グループ、第５グループと第７グループ、及び、第６グループと第８グループとなる。

【0155】

そして、これら各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は、それぞれ、０（｜１－１｜＝０）、１（｜１－０｜＝１）、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）となる。従って、これらグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は１となる。

【0156】

すなわち、この場合、７２次のコギングトルクの高調波成分において、逆位相による相殺が発生し、その増加が抑制される。そして、７２次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（７／２＝３．５以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0157】

（実施例６）
図２１に、第６の改良環状磁極体２の構成表を示す。

【0158】

実施例６のスロットコンビネーションは、従来モータ１００と異なる（４０ｐ３６ｎ）。その磁極番号は、１番～４０番である。その磁極グループは、第１～第１０のグループに分類されている（磁極ピッチβ：４０／｜４０－３６｜＝１０）。ハイブリッド化により、その改良環状磁極体２は、５個の４極マグネット５ｂと４個の５極マグネット５ａで構成されている（合計９個）。

【0159】

それにより、特定磁極Ｍｐｓ（「１」）が、分散し、異なる着磁グループに分類されている。

【0160】

このスロットコンビネーションの場合、３６次のコギングトルクの高調波成分が逆位相になる磁極グループの番号の差は５となる（１０／２＝５）。従って、そのような関係を持つグループの組み合わせは、第１グループと第６グループ、第２グループと第７グループ、第３グループと第８グループ、第４グループと第９グループ、及び、第５グループと第１０グループとなる。

【0161】

そして、これら各グループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差は、それぞれ、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）、０（｜１－１｜＝０）、１（｜０－１｜＝０）となる。従って、これらグループにおける特定磁極Ｍｐｓの個数の差の集計値は１となる。

【0162】

すなわち、この場合、３６次のコギングトルクの高調波成分において、逆位相による相殺が発生し、その増加が抑制される。そして、３６次のコギングトルクの高調波成分は残るが、許容条件（９／２＝４．５以下）を満たしているので、問題となる騒音も発生しない。

【0163】

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、実施形態で示したスロットコンビネーションやマグネットの配置などは、開示する技術が適用可能な範囲で、モータの仕様に応じて適宜変更できる。また、実施形態ではロータ１１０がステータ１２０の外側に配置されるアウターロータ型のモータを例示したが、ロータ１１０がステータ１２０の内側に配置されるインナーロータ型のモータであってもよい。マグネットの種類も、希土類磁石やプラスチック磁石であってもよい。

【符号の説明】

【0164】

１ 改良モータ
２ 改良環状磁極体
５ａ ５極マグネット
５ｂ ４極マグネット
５ｃ ３極マグネット
１０２ エアギャップ
１１０ ロータ
１１１ モータケース
１１１ｃ 対向面
１１３ 軸孔
１１４ 位置決め孔
１１５ マグネット
１１６ 磁石間隙間
１２０ ステータ
１２１ ステータコア
１２２ コイル
１２３ スロット

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】